Question

【题目】C、O、N、C1是重要的非金属元素，它们的单质和化合物有重要应用。回答下列问题：

(1)C、O、N、C1四种元素中基态原子未成对电子数最多的是_______，C、O、C1原子得到电子时放出热量，而N原子得到电子却吸收热量的原因是_________。

(2)NO3-的空间构型为__________；H2O分子中H—O键键角小于NH3分子中N—H键键角的原因是__________________。

(3)CO可形成多种配位化合物，CO的结构是为_______，与CO互为等电子体且带1个单位负电荷的阴离子化学式为____________________。

(4)C元素的单质石墨烯的结构可以看作是单层的石墨，其中碳原子的杂化方式为______________；C60的晶体结构类似于干冰，则每个C60晶胞的质量为_______g(用含NA的式子表示)。

(5)NaC1晶体的结构如右图所示。已知：NaC1晶体的密度为a g·cm-3，则NaC1晶体中最近两个Na+的距离的数学表达式为_______cm(用含a、NA的式子表示)。

Answer 1

【答案】 N N的核外电子排布为1s22s22p3，2p轨道半充满，比较稳定；如果得到电子，破坏稳定状态，需要吸收能量。 平面三角形 H2O中O有两对孤对电子，NH3中N只有一对孤对电子，H2O中孤对电子对成键电子的排斥力更大，因而键角变得更小。 C≡O CN- sp2

【解析】（1）N元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p3，2p 轨道为半充满，比较稳定，3个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为3个；C、O、C1的未成对电子数分别为0、0、1，故未成对电子数最多的是N；N的核外电子排布为1s22s22p3，2p轨道半充满，比较稳定；如果得到电子，破坏稳定状态，需要吸收能量，故C、O、C1原子得到电子时放出热量，而N原子得到电子却吸收热量；（2）N原子形成3个δ键，孤对电子数＝＝0，所以中心原子为sp2杂化，立体构型为平面三角形；H2O中O有两对孤对电子，NH3中N只有一对孤对电子，H2O中孤对电子对成键电子的排斥力更大，因而键角变得更小，故H2O分子中H—O键键角小于NH3分子中N—H键键角；（3）CO分子的结构和N2相似,是三键结构：C≡O；等电子体指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或基团。与CO互为等电子体且带1个单位负电荷的阴离子化学式为CN-；石墨烯的结构可以看作是单层的石墨，其中碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜；C60晶体为面心立方排布，所以每个C60晶胞有4个分子（面心3个，顶点1个），所以一个C60晶胞==；（5）食盐的晶体结构为：该晶胞中氯离子数目为：1+×12=4,钠离子数目为： ×8+×6=4，设该晶胞的边长为x,则距离最近的钠离子距离为,根据该晶胞的体积和质量计算得：ax3=×4 整理得:x3=，x=，即距离最近的钠离子距离为。